Vývoj systému pro sledování polohy v reálném čase pro letiště Praha

Vývoj location intelligence platformy, která proměňuje WiFi signály v přesná provozní data.

Klient
České radiokomunikace (CRA)
Služby
Architektura RTLS platformy, Algoritmy pro zpracování signálu, Vývoj mikroslužeb, Kubernetes & DevOps
Odvětví
Doprava, Letištní provoz, Real-time lokační služby (RTLS), IoT

O projektu

Letiště Václava Havla Praha potřebovalo získat přesný vhled do provozu uvnitř terminálů. Kudy se pohybují cestující a personál, jak moc se zaplňují konkrétní zóny a jak dlouhé fronty se tvoří na klíčových místech – tato data (intelligence) jsou naprosto zásadní pro efektivitu provozu, bezpečnost a celkový komfort cestujících.

CRA oslovily WDF s cílem vyvinout vlastní platformu pro určování polohy (indoor positioning). Výsledkem je robustní systém produkční kvality (high-availability), který zpracovává bezdrátové signály z tisíců přístupových bodů, v reálném čase vypočítává polohu zařízení pomocí trilaterace a dodává operátorům živá data do dashboardů. Platforma zpracuje miliony vzorků signálu za hodinu, udržuje latenci pod jednu sekundu a na letišti běží bez přerušení od května 2023.

Nešlo jen o jednorázové dodání projektu, ale o navázání aktivního inženýrského partnerství. WDF systém nadále provozuje, monitoruje jeho stav, reaguje na incidenty a implementuje nové funkce. Díky tomu jsou CRA vlastníkem vyspělé a udržitelné technologie, místo aby byly pouze konzumentem uzavřené služby typu „black-box“.

Cíle projektu

Indoor positioning na bázi WiFi je technicky i provozně mnohem náročnější, než se na první pohled zdá.

Z tisíců zařízení a přístupových bodů na letišti přichází neustálý příval bezdrátových signálů. Každý signál nese informaci o poloze odesílatele, ale systém ji musí dokázat rozparsovat, spárovat se souvisejícími signály a aplikovat složité algoritmy pro triangulaci polohy – to vše v režimu near-real-time. Na škále záleží: chyba nebo zpoždění v jakékoli vrstvě vede k chybějícím nebo zastaralým datům pro operátory.

Kromě hrubého výpočetního výkonu vyžadovalo letiště maximální spolehlivost. Polohovací systém je zde provozní infrastrukturou: výpadky mají přímý dopad na rozhodování a bezpečnost. Platforma musela zahrnovat redundanci, failover logiku, automatickou obnovu (recovery) a nepřetržitou observabilitu (24/7). Operátoři navíc potřebovali jednoduché, intuitivní dashboardy – nikoliv složitý inženýrský nástroj.

Dodavatelé RTLS řešení třetích stran často uzamykají zákazníky do proprietárních formátů, omezují možnosti úprav a časem zvyšují náklady. Výzvou pro WDF bylo dodat systém, který budou moci CRA časem provozovat zcela nezávisle, a přitom zůstat k dispozici pro další vývoj a podporu.

Naše role

WDF převzalo kompletní (end-to-end) zodpovědnost: od návrhu architektury a implementace jednotlivých komponent přes nasazení do produkce až po samotný provoz systému a jeho rozvoj na základě reálných potřeb.

Tým navrhl architekturu mikroslužeb optimalizovanou pro streamové zpracování dat. Bezdrátové signály proudí do RTLS přijímače, který parsuje raw protokol a předává data do Kafky (distribuovaný message broker). Ta distribuuje práci dál: nejprve do procesoru, který seskupuje signály podle časových oken a MAC adres zařízení, a následně do kalkulátoru polohy, který provádí samotnou trilateraci. Výsledky se servírují přes REST API přímo do dashboardu operátora.

Každá vrstva byla navržena pro nezávislé škálování, debugging a snadnou výměnu. Redis cachuje časté dotazy, zatímco PostgreSQL partitionuje data podle času – udržuje aktuální data „horká“ a starší data archivuje na NFS úložiště. Celý stack orchestrue Kubernetes, který řídí chyby (failures) a rozkládá zátěž.

Frontend je aplikace v Reactu využívající Leaflet mapy, což operátorům poskytuje intuitivní pohled na pozice v reálném čase, vykreslené přímo nad plány letiště.

Průběh realizace

Od příjmu bezdrátových signálů až po nasazení RTLS do produkce – WDF vyvažovalo algoritmickou přesnost s provozní jednoduchostí. Výsledkem je spolehlivý a snadno udržovatelný systém pro určování polohy.

Phase 1

Položení základů pro real-time zpracování

V úvodní fázi jsme upřednostnili architektonickou správnost před rychlostí nasazení. WDF investovalo čas do byznysové analýzy a výběru technologií s vědomím, že špatné základy by se v budoucnu prodražily.

Tým navrhl streamingovou pipeline postavenou na Kafce a zvolil distribuovaný messaging pro oddělení příjmu signálu (ingestion) od jeho zpracování – což je kritické při milionech eventů za hodinu. PostgreSQL byl vybrán pro své schopnosti partitioningu, umožňující efektivní ukládání velkých časových řad dat. Kubernetes zajistil orchestraci a umožnil týmu nezávisle škálovat výpočetní zdroje s rostoucím objemem dat.

Během této fáze WDF také vyvinulo trilaterační algoritmus – intelektuální jádro systému. Síla WiFi signálu je přirozeně zašuměná; algoritmus proto musel umět filtrovat odchylky, vážit signály podle proximity a elegantně zvládat výpadky v pokrytí.

Phase 2

Pilotní provoz a optimalizace algoritmů

Pilotní testování ukázalo, že reálné podmínky se liší od teoretických předpokladů. Určité oblasti terminálu vykazoval neočekávané vzorce šíření WiFi; odrazy signálu a fyzické překážky vytvářely „hluchá místa“. WDF iterativně vylepšovalo výpočetní algoritmus, přidalo adaptivní váhování a zdokonalilo logiku pro případy selhání (failover).

Tým také podrobil systém stress testům pod reálnou zátěží, identifikoval úzká hrdla v latenci a optimalizoval pipeline pro zpracování dat. Tato fáze zajistila, že v okamžiku ostrého spuštění byl systém stabilní hned od prvního dne.

Phase 3

Produkční provoz a neustálý rozvoj

Od května 2023 běží platforma na letišti nepřetržitě a odbavuje provoz každého letového dne bez závažných incidentů. Role WDF se posunula do roviny provozu (operations): monitorujeme zdraví systému, reagujeme na incidenty a implementujeme vylepšení.

V roce 2024 přibyla notifikační služba, která umožňuje operátorům nastavit upozornění na shlukování lidí, zácpy nebo překročení bezpečnostních limitů. Vylepšení API umožnila integraci s dalšími letištními systémy a výkonnostní optimalizace udržují nízkou latenci i při růstu objemu dat. Tato fáze demonstruje dlouhodobé partnerství: WDF není dodavatel, který „postaví a odejde“, ale inženýrský tým, který udržuje systém zdravý a neustále jej rozvíjí.

Přínosy řešení

CRA nyní provozují vlastní proprietární technologii, která je rychlejší a lépe přizpůsobitelná než krabicová RTLS řešení od jiných dodavatelů. Letiště získalo:

  • Real-time operational intelligence: Přesný a živý vhled do pohybu cestujících a personálu, umožňující operativní řízení prostor.
  • Vlastnictví a kontrolu: Technologie patří CRA. Mohou upravovat algoritmy, integrovat ji s jinými systémy a plánovat roadmapu bez omezení ze strany vendora.
  • Spolehlivost ve velkém měřítku: 24/7 systém zpracovávající miliony událostí za hodinu, běžící na infrastrukturze produkční kvality s redundancí a automatickými zálohami.
  • Inženýrské partnerství, ne závislost: WDF platformu nadále podporuje, monitoruje a rozvíjí, ale vlastníkem systému zůstávají CRA.

Pro budoucí klienty je tento projekt důkazem schopnosti WDF architektovat a provozovat komplexní distribuované systémy: zvládat velké objemy dat v reálném čase, řešit složité algoritmické problémy, nasazovat do Kubernetes ve velkém měřítku a s precizností udržovat produkční infrastrukturu.

Technologie

Python

Výkonný a univerzální jazyk, který tvoří páteř našich backendových systémů a nástrojů pro pokročilou analýzu dat.

React

Moderní technologie pro vývoj rychlých, interaktivních a uživatelsky přívětivých webových a mobilních aplikací.

AWS

Světová špička v cloudových službách, která nám umožňuje stavět bezpečnou, škálovatelnou a spolehlivou infrastrukturu.

PostgreSQL

Robustní relační databáze, na kterou spoléháme při bezpečném ukládání a správě kritických firemních dat.

TypeScript

Nadstavba JavaScriptu, díky které píšeme bezpečnější, stabilnější a lépe udržovatelný kód pro velké aplikace.

Kontaktujte nás

Zanechte nám své kontaktní údaje a my zajistíme úvodní schůzku s produktovým a technickým specialistou z WDF. Společně projdeme vaše potřeby a zodpovíme veškeré dotazy

Kliknutím na „Odeslat zprávu“ umožníte společnosti WDF uchovávat a zpracovávat vaše osobní údaje za účelem zpracování vaší žádosti v souladu s našimi Privacy Policy. Svůj souhlas můžete kdykoli odvolat.

Thank you! Your submission has been received!
Oops! Something went wrong while submitting the form.

Dáváte přednost rychlému hovoru?

Vojta Strnad
Vojtěch Strnad
CEO ve WDF